- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Popisek: neviem ci to niekomu pomoze ale dam sem zadanie otazok z BARS a ich vypracovanie.
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiál01. Telekomunikační sítě – definice, struktura telekomunikačních
sítí, vlastnosti sítí se spojováním fyzických okruhů a datových
jednotek
Telekomunikační síť – je soubor koncových zařízení, přenosových, spojovacích, signalizačních,
dohledových a řídicích prostředků pro zajištění požadované kvality telekomunikačních služeb. V
průběhu vývoje vzniklo mnoho typů sítí, které se liší například typem přenášené informace (telefonní,
telegrafní, datové, rozhlasové, televizní, integrované), podobou přenášené informace (analogová a
digitální), způsobem komunikace (se spojením, bez spojení), způsobem předávání signálu v uzlech
(se spojováním okruhů, zpráv, paketů, buněk), cestou přenosu (pozemní, satelitní), apod.
Základní typy sítí – Telekomunikační sítě lze rozdělit do dvou základních skupin podle toho, jakým
způsobem předávají data mezi koncovými uzly:
a) sítě se spojováním okruhů,
b) sítě se spojováním datových jednotek.
Každý z uvedených typů má své přednosti, ale také i nevýhody. Kromě přepojovaných komunikačních
technik ještě existují také permanentní (pevné) okruhy, které existují stále, a nedochází tedy k jejich
sestavování a rušení. Jejich nevýhodou je vysoká cena pronájmu pevného spoje.
Sítě se spojovaním okruhů:
Pro každé spojení je před vlastním přenosem informace je sestaven okruh (kanál tam i zpět), viz
obrázek. Tento okruh je vyhrazen pouze pro daný přenos a je k dispozici po celou dobu spojení.
Prostředky sítě jsou obsazeny bez ohledu na to, zda se v daný okamžik přenáší či nikoli. Výhodou
tohoto řešení je malé a téměř konstantní zpoždění přenosu informace sítí, což je vhodné pro služby v
reálném čase (přenos řeči, videa, vzdálené řízení systémů. Nevýhodou, a to dosti podstatnou je
neefektivní využití prostředků sítě, neboť prostředky sítě jsou vyhrazeny, i když nejsou využívány.
Nejmarkantněji se to projevuje v přístupové části kabelových sítí se spojováním okruhů, každé
koncové zařízení musí mít vlastní vedení dosahující až k místní ústředně. Přístupové sítě tak tvoří
nejnákladnější část celé sítě. Přitom procentuální využití účastnického vedení je minimální. Velmi
komplikovaná je také změna kapacity kanálu, a to především směrem k nižším hodnotám. Například
přenos hovoru je víceméně poloduplexní přenos, kdy v daný okamžik jeden uživatel mluví a druhý
poslouchá, čímž je kanál pro opačný směr přenosu nevyužitý. Nemůže však být poskytnut jinému
přenosu, pokud to není dosti složitým způsobem jinak řešeno. Navíc i řeč není spojitý tok informací a
dále se jedná o vysoce redundantní signál, který může být komprimován s relativně vysokým stupněm
komprese (viz řada doporučení G.728, G.729, G.723). Zavedení nových komprimačních technik do
stávající sítě se spojováním okruhů je problematické, protože je to nákladné a ve většině případů
zůstane ušetřená kapacita kanálu nevyužitá. Zavedení nových služeb do sítě se spojováním okruhů je
také obtížné, je-li potřeba jiných přenosových kapacit (nižších i vyšších), nebo vytvářet vícebodová
spojení, či je-li potřeba doplnit síť o nové prvky pro zajištění funkčnosti dané služby, (například přenos
dat, faximilních zpráv, realizace konferencí, aj. v analogové síti). Příkladem může být analogová
telefonní síť či síť ISDN.
Shrnutí vlastností:
sestavování okruhů před vlastní komunikací,
neefektivní využití prostředků sítí,
nepružnost sítě ke změnám, zavádění nových služeb a nových technik zpracování signálů,
minimální zpoždění přenosu informace.
Sítě se spojováním datových jednotek:
Síte se spojováním datových jednotek přenášejí uživatelskou či signalizační informaci v datových
blocích, které nesou informaci o cíli a případně i o cestě sítí. Tato informace je zpracována v
přepojovacích uzlech a datová jednotka je odeslána přes daný výstupní port dalšímu přepojovacímu
uzlu či koncovému zařízení. Přitom platí, že daný přenosový kanál je sdílen mezi mnoha přenosy. V
daný okamžik je samozřejmě poslána jedním kanálem pouze jedna datová jednotka.
Existuje několik typů přepojování datových jednotek, ke kterému dochází na spojové (linkové) či
síťové vrstvě referenčního modelu:
a) se spojováním zpráv – přepojuje se celá zpráva. Jedná se pouze o teoretickou možnost,
která se pro přenos uživatelské informace nepoužívá, neboť délka uživatelské zprávy se může měnit
od několika bajtů až po obrovské objemy dat o velikosti řádu GB či TB, což by vyžadovalo obrovské
vyrovnávací paměti v přepojovacích uzlech
b) se spojováním segmentů zpráv – zpráva se ve zdrojovém koncovém zařízení rozdělí na
menší části (segmenty), které se vybaví potřebnými informacemi pro cestu sítí a v cílovém koncovém
zařízení dojde k opětovnému složení původní zprávy. Přenášejí se tedy pouze části zpráv (v případě
krátké zprávy i celá), jejichž délka je limitována sítí a při cestě sítí může případně dojít i k dalšímu
dělení datových jednotek na menší části. Patří sem přepojování
paketů – k přepojování dochází na síťové vrstvě. Délka paketu je proměnlivá. Příkladem
může být síť Internet
rámců – k přepojování dochází na spojové vrstvě. Délka rámce je proměnlivá. Příkladem
mohou být sítě Ethernet a Frame Relay
buněk – k přepojování dochází na spojové vrstvě. Délka datové jednotky je konstantní.
Příkladem je síť ATM.
Podle způsobu přepojování můžeme rozlišit sítě s
a) datagramovou sluţbou - datové jednotky nesou úplnou směrovací informaci pro cestu sítí.
Transportní síť mívá mřížovou strukturu, takže většinou existuje k cíli řada. Přepojovací uzly obsahují
přepojovací tabulky, které se mohou dynamicky měnit se změnou stavu sítě a podle nich se rozhodují,
kam bude datová jednotka přepojena. Datové jednotky jediné relace tedy mohou jít k cíli různými
cestami, které jsou různě dlouhé a obsahují různě rychlé segmenty a jsou různě zatížené. Výsledkem
jsou různá zpoždění průchodu datových jednotek sítí a případně i různé pořadí příchodu datových
jednotek k cílovému koncovému zařízení.
b) virtuálními okruhy - před vlastním přenosem uživatelských dat je zjištěna optimální cesta k
cíli a ve vybraných přepojovacích uzlech jsou uloženy informace o výstupním portu pro daný přenos.
Danému přenosu je přidělen identifikátor, podle kterého přepojovací uzel rozpozná kam má jednotky
přepojit. Všechny datové jednotky jdou v případě bezporuchového provozu jedinou vytyčenou cestou
a do cíle přichází ve správném pořadí. Řídicí informace datových jednotek nesoucí uživatelskou
informaci je jednodušší než v případě datagramové služby. Zpoždění také vykazuje menší
proměnlivost než je tomu u datagramové služby.
02. Chybovosť a zdroje spoţdenia v telekomunikačných sieťach
Telekomunikačná sieť – je soubor koncových zařízení, přenosových, spojovacích, signalizačních,
dohledových a řídicích prostředků pro zajištění požadované kvality telekomunikačních služeb. V
průběhu vývoje vzniklo mnoho typů sítí, které se liší například typem přenášené informace (telefonní,
telegrafní, datové, rozhlasové, televizní, integrované), podobou přenášené informace (analogová a
digitální), způsobem komunikace (se spojením, bez spojení), způsobem předávání signálu v uzlech
(se spojováním okruhů, zpráv, paketů, buněk), cestou přenosu (pozemní, satelitní), apod.
Telekomunikačné sluţby – jsou služby přenosu uživatelské informace telekomunikační sítí
prostřednictvím elektromagnetických vln. Může se jednat o přenos informace mezi dvěma či více
koncovými uživateli sítě či přenos mezi koncovým uzlem a informačním centrem.
Vlastnosti charakterizující službu: věrnost přenášené informace – informace je sítí přenesena
bezchybně nebo s přijatelnou chybovostí či zkreslením a s přijatelným zpožděním a jeho změnami v
rámci jednoho přenosu. Tato pravidla se zahrnují do tzv. „sémantické“ a „časové transparence“
bezpečnost přenášené informace – zajištění informace proti
neoprávněnému přístupu za účelem jejího odposlechu či dokonce změny,
dostupnost sluţby (prostorová a časová) – zahrnuje přístup
ke službě prostoru a čase obtíţnost realizace sluţby - z časového hlediska a z
hlediska obsluhy koncového zařízení spolehlivost sluţby – nízká poruchovost prostředků
zajišťující činnost služby cena sluţby – velmi důležitý parametr, který může
rozhodnout o úspěchu či neúspěchu zavedení dané služby.
Sémantická transparence – Zajištění sémantické transparence spočívá v zajištění takových
podmínek přenosu informace, aby nedošlo k jejímu nepřijatelnému zkreslení. Různé služby povolují
různé úrovně chybovosti, při kterých jsou parametry služby postačující (například srozumitelnost u
telefonní služby). Služby nekomprimovaného (či s nízkým stupněm komprimace) přenosu řeči či videa
jsou k úrovni značně tolerantní (až 10-3), zatímco přenos obecných dat vyžaduje chybovost menší než
10-6 navíc je zapotřebí službu doplnit zabezpečovacími mechanizmy pro detekci a opravu chyb.
Zdroje chýb – Ke zkreslení signálu dochází vlivem: útlumu a nestejného fázového zpoždění
způsobených přenosovými úseky; šumu přenosového kanálu; přeslechů ze sousedních kanálů;
impulzní rušení z výbojů v atmosféře, z energetické sítě, ze silových rozvodů, z neodrušených strojů,
apod.; nelineární zkreslení; přerušení některého z vodičů při paralelním přenosu.
V analogových systémech je hlavním kritériem odstup signál/šum či v časové oblasti
tvarové zkreslení signálu.
V digitálních systémech jsou důležitými pojmy bitová a paketová chybovost (BER –
bit error rate a PER – packet error rate)
Bitová chybovost je především důležitá pro digitální přenosy s nepřetržitým datovým
tokem (přenos hlasu, videa, apod.) a je vyjádřena vztahem
Paketová chybovost vyjadřuje poměr chybných paketů ku celkovému počtu
přenesených paketů. Lze to vyjádřit vztahem
přičemž chybnými pakety se myslí, že přijatý paket obsahoval chyby, nedošel do cíle do stanoveného
okamžiku, byl zahozen cestou sítí z důvodu chyby či zahlcení přepojovacího prvku, násobné přijetí
paketu, přijetí cizího paketu.
Samozřejmě chybovost může být způsobena především poruchou či podstatnou
změnou parametrů libovolného prostředku použitého pro realizaci telekomunikační služby, ale také
chybným návrhem sítě. Sem lze zařadit použití nevhodné kabeláže, chybné propojení sítě, překročení
maximální povolené délky kabeláže, impedanční nepřizpůsobení prvků přenosového řetězce,
nevhodná výkonová úroveň signálu, chybná konfigurace alebo nekompatibilita síťových prvků apod.
Ochrana proti chybám – Zabezpečení přenosu informace proti chybám může probíhat na
různých úrovních komunikačního systému. V počátcích datových sítí byl kladen důraz na to, aby se o
bezchybný přenos starala síť. Bylo třeba implementovat zabezpečení (detekce chyb a jejich oprava)
již na linkové úrovni. To se však se zvyšováním kvality přenosových médií, s vývojem moderních
modulačních a kódovacích technik, s rozvojem moderních výrobních technologií a s nárůstem provozu
v síti ukázalo jako neudržitelné, neboť zabezpečení s sebou neslo velké množství režie (potvrzování,
uchování odeslaných dat v paměti, kontrola časových limitů, opakování přenosu a další). To bránilo
zvyšování propustnosti. Proto v současnosti se zodpovědnost za bezchybný přenos přesouvá na
koncová zařízení a síť se pouze snaží o přenos s co nejnižší chybovostí („best effort“).
Toto snažení spočívá v použití co nejlepších přenosových technik, testování kvality spojení
před vlastním přenosem, zabezpečení a detekce chyb v datových jednotkách(aby se zbytečně
nepřenášely datové jednotky s chybami), korekční mechanizmy(pro automatickou opravu
nízkobitových chyb v datových jednotkách při přenosu krátkých datových jednotek v kanálech s
relativně vysokou pravděpodobností chyb (například při radiovém přenosu) alebo v hlavičkách
datových jednotek pro zabránění chyb při přepojování datových jednotek.
V případě výskytu a detekce chyby při přenosu datové jednotky sítí je nejčastější reakcí
zahození datové jednotky a přenechání opravy této události na koncová zařízení. Síť se tedy snaží být
co nejrychlejší. To vyžaduje dostatečné přepojovací kapacity spojovacích uzlů.
Ochrana proti chybám v koncových zařízeních se může nacházet na různých úrovních
použitého vrstvového modelu (viz popis referenčního modelu ISO/OSI). Nejčastěji se to řeší na úrovni
transportní vrstvy, jenž odpovídá první vrstvě nad vrstvami sítě. Na této úrovni se kontroluje, zda
nedošlo při přenosu k chybě či zda přišly všechny datové jednotky, zda není přísun datových jednotek
příliš rychlý vzhledem k rychlosti jejich zpracování a na základě vyhodnocení dochází k žádosti o
opakování a případně k regulaci datového toku. Z výše uvedených faktů vyplývá, že mechanizmus
zabezpečení je vysoce spolehlivý avšak přináší velké množství režie a navíc se často pojí se
spojovanou službou. Výsledkem je pomalejší služba bez možnosti vícesměrového a všesměrového
předávání dat. Služba je tedy vhodná pro bezpečný dvoubodový přenos nezanedbatelného množství
informace. V rámci některých služeb se však přenáší relativně málo dat, a pravděpodobnost chyby je
proto velmi nízká. O to důležitější však bývá rychlost přenosu a rychlost odezvy a případná možnost
současného vícesměrového předávání dat. Využije se tedy rychlá avšak nespolehlivá transportní
služba a případná oprava chyb se přenechá na vyšších vrstvách, jakými jsou relační, presentační či
aplikační (pokud je to zapotřebí).
Vlastní zabezpečení proti chybám se tedy řeší pomocí:
a) korekčních (samoopravných) kódů,
b) detekčních kódů – doplněných o mechanizmus potvrzování či žádání o opakování
(systémy ARQ – Automatic Repeat reQuest).
Časová transparence – znamená zajištění přijatelného zpoždění a jeho změn při jednom přenosu
informace sítí. Existují různé druhy služeb, které jsou různě citlivé na hodnotu zpoždění při přenosu a
na proměnlivost tohoto zpoždění během přenosu. například tzv. služby v reálném čase, kam patří
telefonní a videokonferenční služby a služby dohledu řízení procesů vyžadují co nejmenší zpoždění
(např. pro telefonní službu má být zpoždění < 250 ms) a případně, aby bylo navíc konstantí, tzn. aby
datové jednotky přicházeli do cíle v pravidelných okamžicích. Naproti tomu služba přenosu datových
souborů není citlivá na hodnotu zpoždění ani na jeho variabilitu.
Existují různé typy sítí, které se liší v tom, jakou hodnotu zpoždění a jakou proměnlivost do
přenosu informace vnášejí:
Pevné spoje – mezi komunikujícími uzly existuje stálý spoj (okruh), který je vždy k
dispozici. Výhodou je dostupnost spoje, nevýhodou bývá dosti vysoká cena spoje
Komutované (přepojované) spoje – v době, kdy není zapotřebí přenášet data, žádný
spoj neexistuje. Jakmile vznikne požadavek, dojde k zahájení budování spojení a k případnému
ověření komunikujících uzlů. Pak může nastat přenos uživatelské informace. Po přenosu dojde k
ukončení spojení a uvolnění vyhrazených síťových prostředků. Nevýhodou je zpoždění zahájení
přenosu vlivem budování spojení. Komutovaná spojení se realizují v následujících typech sítí:
Sítě se spojováním okruhů – příkladem může být analogová telefonní síť či síť
ISDN. Před vlastním přenosem informace je vytvořen okruh (kanál tam i zpět), který je vyhrazen
pouze pro daný přenos a je k dispozici po celou dobu spojení bez ohledu na to, zda se v daný
okamžik přenáší či nikoli. Zpoždění přenosu od okamžiku vzniku informace do jejího přijetí je pak dáno
pouze zpožděním šíření přenosovým prostředím a zpožděním zpracování informace v koncových a
přepojovacích uzlech a v transportních systémech. Zpoždění je tedy závislé na délce cesty mezi
koncovými uzly sítě (na případném použití satelitní stanice) a na počtu přepojovacích uzlů a pohybuje
se od desítek µs (spojení na krátké vzdálenosti v rámci místní ústředny) až po stovky ms (spojení přes
satelit).
Sítě se spojováním paketů – data se sestavují do datových jednotek, které se
vybaví směrovými informacemi přenášejí se jako celek. Vytvoření datového bloku vkládaného do
datové jednotky vyvolá zpoždění, které se označuje jako „paketizační“. Velikost tohoto zpoždění
závisí na velikosti datových bloků, vzorkovacím kmitočtu a typu zdrojového kódování (vyznačuje se
kompresním poměrem, a výpočetní náročností). Například pro délku datového bloku 50 B a
nekomprimovaný přenos řeči podle dop. G.711 (64 kb/s - vzorkovací kmitočet 8 kHz a délku slova 8
bitů) je zpoždění mezi vznikem prvního a posledního vzorku datového bloku dáno vztahem :
Tedy čím delší datová jednotka, tím větší paketizační zpoždění. Z hlediska služby v reálném čase je
vhodnější kratší datová jednotka, což však znamená, že velkou část datové jednotky tvoří služební
informace. Z hlediska provozovatele je naopak nejvhodnější co nejdelší část datové jednotky nesoucí
uživatelská data vzhledem k celkové délce datové jednotky, neboť uživatel platí převážně za přenos
uživatelské informace (platí-li podle objemu přenesených dat a ne podle doby připojení).
Určité zpoždění také vznikne než je plně vybavená datová jednotka vybavena všemi
potřebnými služebními (řídicími) informacemi a předána k přenosu podvrstvě přístupu k přenosovému
kanálu. Označme si toto zpoždění jako δw (w – wrap).
Je-li přenosový kanál sdílen s dalšími stanicemi, existuje pro daný typ sítě metoda řízení
přístupu ke sdílenému médiu. Existuje jich celá řada, které v datových sítích dělíme do dvou skupin -
statické a dynamické. Dynamické metody pak dále dělíme na deterministické a stochastické.
Například nejpoužívanější síť Ethernet používá stochastickou metodu CSMA/CD (podrobněji viz
kapitola o sítích Ethernet). Dobu (zpoždění), než se stanice dostane k úspěšnému odvysílání datové
jednotky si označme jako δa (a – access).
Dalším zdrojem zpoždění jsou přepojovací uzly sítě. Tyto uzly pracují na linkové či síťové
vrstvě (viz model ISO/OSI). Nejdříve musí přepojovací prvek přijmout alespoň část datové jednotky,
aby získal informace potřebné pro přepojení. V případě vysoké úrovně provozu se datová jednotka
ukládá do vstupní vyrovnávací paměti. Je-li paměť zaplněna, jsou příchozí datové jednotky
zahazovány, nebo je aktivována některá z metod řízení provozu. Jakmile datová jednotka je
zpracovávána prvek případně kontroluje, zda je přijímaná jednotka v pořádku či zda se nejedná o
nedoručitelnou jednotku. Tedy, zda ji má dále někam přepojovat nebo zahodit a případně poslat
chybovou zprávu. Pokud je jednotka bezchybná a doručitelná, následuje vyhledání směru (výstupního
portu). Pak se přepojovač pokusí vyslat datovou jednotku na zjištěný port. Tím, že jsou přenosové
cesty v paketových sítích sdíleny mezi mnoha službami, přepojovací prvek často nemůže okamžitě
přepojit datovou jednotku do daného směru a ukládá jednotku do výstupní vyrovnávací paměti. V
současnosti se do přepojovacích prvků začínají implementovat mechanismy pro zajištění požadované
kvality služeb, které se zajišťují pomocí přednostního zpracování datových jednotek s vyšší prioritou.
Má-li datová jednotka nižší prioritu, musí čekat, než jsou zpracovány je
Vloženo: 9.06.2009, vložil: Patrik Babnič
Velikost: 632,40 kB
Komentáře
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu BARS - Architektura sítí
Reference vyučujících předmětu BARS - Architektura sítí
Podobné materiály
- BARS - Architektura sítí - statnice_01BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_02BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_03BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_04BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_05BARS-2007
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS10_PROTOKOLOVA_ARCHITEKTURE_TCP_IP
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS6_PROPOJOVACI_PRVKY_SITI
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS7_ETHERNET
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS8_DALSI_SITOVE_TECHNOLOGIE
- BARS - Architektura sítí - statnice_BARS9_BEZDRATOVE_SITOVE_TECHNOLOGIE
- BARS - Architektura sítí - bars
Copyright 2023 unium.cz. Abychom mohli web rozvíjet a dále vylepšovat podle preferencí uživatelů, shromažďujeme statistiky o návštěvnosti, a to pomocí Google Analytics a Netmonitor. Tyto systémy pro unium.cz zaznamenávají, které stránky uživatel na webové stránce navštívil, odkud se na stránku dostal, kam z ní odešel, jaké používá zařízení, operační systém či prohlížeč, či jaký má preferenční jazyk. Statistiky jsou anonymní, takže unium.cz nezná identitu návštěvníka a spravuje cookies tak, že neumožňuje identifikovat konkrétní osoby. Používáním webu vyjadřujete souhlas použitím cookies a následujících služeb: